增強(qiáng)型:vgs=0時(shí),漏源之間沒有導(dǎo)電溝道,在vds作用下無id;耗盡型:vgs=0時(shí),漏源之間有導(dǎo)電溝道,在vds作用下id。
1、結(jié)構(gòu)和符號(hào)(以n溝道增強(qiáng)型為例)
在一塊濃度較低的p型硅上擴(kuò)散兩個(gè)濃度較高的n型區(qū)作為漏極和源極,半導(dǎo)體表面覆蓋二氧化硅絕緣層并引出一個(gè)電極作為柵極。
其他mos管符號(hào)
2、工作原理(以n溝道增強(qiáng)型為例)
(1) vgs=0時(shí),不管vds極性如何,其中總有一個(gè)pn結(jié)反偏,所以不存在導(dǎo)電溝道。
vgs =0, id =0
vgs必須大于0
管子才能工作。
(2) vgs>0時(shí),在sio2介質(zhì)中產(chǎn)生一個(gè)垂直于半導(dǎo)體表面的電場(chǎng),排斥p區(qū)多子空穴而吸引少子電子。當(dāng)vgs達(dá)到一定值時(shí)p區(qū)表面將形成反型層把兩側(cè)的n區(qū)溝通,形成導(dǎo)電溝道。
vgs >0→g吸引電子→反型層→導(dǎo)電溝道
vgs↑→反型層變厚→ vds ↑→id↑
(3) vgs≥vt時(shí)而vds較小時(shí):
vds↑→id ↑
vt:開啟電壓,在vds作
用下開始導(dǎo)電時(shí)的vgs°
vt = vgs —vds
(4) vgs>0且vds增大到一定值后,靠近漏極的溝道被夾斷,形成夾斷區(qū)。
vds↑→id 不變
3、特性曲線(以n溝道增強(qiáng)型為例)
場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線動(dòng)畫
4、其它類型mos管
(1)n溝道耗盡型:制造時(shí)在柵極絕緣層中摻有大量的正離子,所以即使在vgs=0時(shí),由于正離子的作用,兩個(gè)n區(qū)之間存在導(dǎo)電溝道(類似結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管)。
(2)p溝道增強(qiáng)型:vgs = 0時(shí),id = 0開啟電壓小于零,所以只有當(dāng)vgs < 0時(shí)管子才能工作。
(3)p溝道耗盡型:制造時(shí)在柵極絕緣層中摻有大量的負(fù)離子,所以即使在vgs=0 時(shí),由于負(fù)離子的作用,兩個(gè)p區(qū)之間存在導(dǎo)電溝道(類似結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管)。
5、場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)
(1) 開啟電壓vt :在vds為一固定數(shù)值時(shí),能產(chǎn)生id所需要的最小 |vgs | 值。(增強(qiáng))
(2) 夾斷電壓vp :在vds為一固定數(shù)值時(shí),使 id對(duì)應(yīng)一微小電流時(shí)的 |vgs | 值。(耗盡)
(3) 飽和漏極電流idss :在vgs = 0時(shí),管子發(fā)生預(yù)夾斷時(shí)的漏極電流。(耗盡)
(4) 極間電容 :漏源電容cds約為 0.1~1pf,柵源電容cgs和柵漏極電容cgd約為1~3pf。
(5) 低頻跨導(dǎo) gm :表示vgs對(duì)id的控制作用。
在轉(zhuǎn)移特性曲線上,gm 是曲線在某點(diǎn)上的斜率,也可由id的表達(dá)式求導(dǎo)得出,單位為 s 或 ms。
(6) 最大漏極電流 idm
(7) 最大漏極耗散功率 pdm
(8) 漏源擊穿電壓 v(br)ds 柵源擊穿電壓 v(br)gs。